教材N1-核电系统基本知识【参考】.doc

第一章 核能源是一个国家发展农业、工业、国防、科学技术和提高人民生活水平的重要物基础。目前人类储量是有限的因此开发新能源是人类生存与发展的需要，也是社会经济发展的需要。世界上的一切物质都是由带正电的原子核和绕原子核旋转的带负电的电子构成的。原子核包括质子和中子，质子数决定了该原子属于何种元素该原子属于何种。如一个铀-235原子是由92个质子143个中子组成原子核和92个电子构成的一个铀-23原子是由92个质子146个中子组成和92个电子构成的铀-235铀-23铀如果把原子看作是我们生活的地球，那么原子核就相当于一个乒乓球的大小。虽然原子核的体积很小，但在一定条件下它却能释放出惊人的能量核能核能的获得途径主要有两种，即重核裂变与轻核聚变。重核裂变 重核裂变是指一个重原子核，分裂成两个或多个中等原子量的原子核，引起链式反应，从而释放出巨大的能量。例如，当用一个中子轰击-235的原子核时，它就会分裂成两个质量较小的原子核，同时产生23个中子和β、γ等射线，并释放出约200兆电子伏特的能量。如果再有一个新产生的中子去轰击另一个铀-235原子核，便引起新的裂变以此类推，裂变反应不断地持续下去，从而形成了裂变链式反应，与此同时，核能也连续不断地释放出来。 图1－1 重核裂变反应图 核裂变反应有多种形式，产生的物质也各不相同。下式就是裂变反应的一个方程式： 轻核聚变 所谓轻核聚变是指在高温下(几万度以上)重氢核(氘核)与超重氢核(核)结合成氦放出大量能量的过程，也称热核反应。氢弹瞬间释放巨大能量但，正在研制的“受控热核聚变反应装置”热核反应。 图1－2 轻核聚变反应图 核聚 核聚变要比核裂变释放出更多的能量。例如相同数量的氘和铀-235分别进行聚变和裂变，前者所释放的能量约为后者的三倍多。被人们所熟悉的核电厂、核反应堆等等都利用核裂变的原理。 (它是氢的同位素－氘和氧的化合物，其分子式为D2O)或液态金属钠等作为“冷却剂”流过核反应堆时而被加热，然后再使被加热后的冷却剂流到蒸汽发生器中，使得蒸汽发生器的水变成高温高压的蒸汽，以推动汽轮机运转，带动发电机进行发电。冷却剂把热量传给水以后，再通过流体输送泵回到核反应堆中去吸热。如此循环往复，就能确保核电厂能够持续不断地进行发电。 三、世界核电发展 1938年，科学家在一次试验中发现铀-235原子核在吸收一个中子以后能分裂，在放出23个中子的同时一种巨大的能量，这种能量比化学反应所释放的能量大的多，这就是我们今天所说的核能。人们核能的应用研究。 1942年美国建成世界上第一座核反应堆，实现链式反应但不能从反应堆中取得有用的热量。在第二次世界大战期间，几个大国发展核武器直到战后，各国才开始重视核电的研究。1954年6月前苏联建成世界上第一座核电，其功率为5000KW1956年5月，英国建设的第一座石墨气冷堆核电厂，其发电容量5000KW自50年至60年代初苏联、美国等建造的第一批单机容量在300MWe的原型核电厂，如美国的希平港核电厂和英第安角1号核电厂，法国的舒兹(Chooz)核电厂，德国的奥珀利海母(Obrigheim)核电厂,日本的美浜1号核电厂等。 沸水堆代表。美国核电用户要求文件（URD）和欧洲核电用户要求文件（EUR）提出一代核电厂的安全和设计技术要求 第代核电厂将满足安全、经济、可持续发展、极少的废物生成、燃料增殖的风险低、防止核扩散等基本要求。在党中央、国务院的正确领导下，我国核电经过20多年的发展，取得了显著成绩。核电设计、建设和运营水平明显提高，核电工业基础已初步形成。 经过起步和小批量两个阶段的建设，目前形成了浙江秦山、广东大亚湾和江苏田湾三个核电基地。截至到200年，我国共有台核电机组投入运行，装机容量达到万千瓦。200年底，我国核电装机容量和核发电总量，分别占我国电力总装机容量和发电量的1.%和%。秦山一期核电厂已经安全运行1年，在2003年结束的第七个燃料循环中创造了连续安全运行443天的国内核电厂最好成绩，2003年世界核电运营者协会（WANO）九项性能指标中，秦山核电厂有六项指标达到中值水平，其中三项指标达到世界先进水平。秦山二期国产化核电厂全面建成投产，实现了我国自主建设商用核电厂的重大跨越，比投资1330美元/千瓦，国产化率55%，经受住了初步运行考验，表现出了优良的性能，实现了较好的经济效益和社会效益。秦山三期重水堆核电厂建成投产，实现了核电工程管理与国际接轨，创造了国际同类型核电厂的多项纪录。 广东大亚湾核电站投运10年来，保持安全稳定运行，部分运行指标达到国际先进水平，取得了较好的经济效益。广东岭澳核电厂也已经全面建成投产并取得良好的运行业绩。江苏田湾核电厂